Unbekannte Parameter in "Regler bearbeiten"

[f.bosse@posteo.de]

Ich möchte den Heizregler so bearbeiten, daß möglichst geringe Überschwingungen entstehen. Ich weiß nur nicht, was die Parameter bedeuten und welche konkreten Auswirkungen sie haben.
Mit der englischen Erklärung zur PID Einstellung komme ich nicht gut klar.
https://docs.bierbot.com/using-bricks/e ... l-settings
Vor allem verstehe ich die Differenzierung von kp und kpo nicht.
Was bewirken die Zahlen?
Gibt es eine deutsche Erklärung?
Jedenfalls finde ich sie nicht .

Vielen Dank!

[Bernhard]

Hi,

danke für den Hinweis - kpo ist tatsächlich noch nicht dokumentiert.

Grundsätzlich folgt die Logik der eines normalen PDI-Reglers. Je größer der entsprechende k(pdi), desto größer der Einfluss der Einfluss des aktuellen Temperaturwertes (Proportional, p), Temperaturänderungsgeschwindigkeit (Differential, d) und aufsummierte Temperaturabweichung (Integral, i). "kpo" ist ein konstanter Offset, der auf das P-Glied wirkt.

Exemplarisch mal für's Heizen:
- kp: Größere Werte => früheres Abschalten
- kpo: Kleinere Werte => früheres Abschalten
- kd: Größere Werte => früheres Abschalten
- ki: Größere Werte => Stärkeres Nachkorrigieren, wenn Temperatur nicht getroffen wurde.

Die Hysterese definiert den Totbereich um die Zieltemperatur, in dem nicht geschaltet wird. Dies ist aber eher etwas für Fermenter und Kühlschrankkompressoren. Idee ist hier das Material zu schonen weil bei der Gärung ein +- von 0.8°C wenig stört - beim Maischen aber durchaus.

Was ich empfehlen würde: Zunächst eine Autokalibrierung (Auto-Tuning) durchführen und dann kd in 0,1er Schritten erhöhen.

Viele Grüße,
Bernhard.

[f.bosse@posteo.de]

Vielen Dank für die Erläuterung!

Zwar ist dies

Grundsätzlich folgt die Logik der eines normalen PDI-Reglers. Je größer der entsprechende k(pdi), desto größer der Einfluss der Einfluss des aktuellen Temperaturwertes (Proportional, p), Temperaturänderungsgeschwindigkeit (Differential, d) und aufsummierte Temperaturabweichung (Integral, i). "kpo" ist ein konstanter Offset, der auf das P-Glied wirkt.

für mich (noch?) zu abstrakt. Aber (vielen Dank auch dafür) ich werde mich mal durch den Wikipedia -Artikel durchkämpfen.
Ich möchte aus Neugier zumindest den Versuch unternehmen, die Sache zu verstehen.

Auf jeden Fall werde ich es genau so tun, wie Du es empfiehlst:
1) automatische Kalibrierung
2) KD in 0,1 Schritten erhöhen.

Vielleicht hilft mir dann schon die Empirie für das Verständnis der Theorie..

Viele Grüße

Florian

[f.bosse@posteo.de]

Jetzt muss ich noch einmal fragen:

Ich finde nirgendwo die Möglichkeit den Brick zu kalibrieren.
Weder auf der Seite "Automatik" noch in der "Geräte"-Ansicht ist ein Button "Kalibrieren"

Geräte.png (32.11 KiB) Viewed 5015 times

Automatik.png (37.12 KiB) Viewed 5015 times

Was ist zu tun?

VG

Florian

[Bernhard]

Hi Florian,

nur "Heizen" kann kalibriert werden - dort erscheint dann der blaue "CAL" Knopf.

mashing_calibrate_autotune_brewing_control.PNG (9 KiB) Viewed 5010 times

Für unseren Gefrierschrank verwenden wir folgende Einstellungen:

fermenter_settings.PNG (24.3 KiB) Viewed 5010 times

Viele Grüße,
Bernhard.

[f.bosse@posteo.de]

Aaaahaa!
Ja das verstehe ich gut!
0,75 °C Überschwingen nach oben und unten macht bei der Gärung kein großes Problem - beim Maischen ist das etwas Anderes...

Vielen Dank für die Unterstützung!

Florian

[mschneider]

Exemplarisch mal für's Heizen:
- kp: Größere Werte => früheres Abschalten
- kpo: Kleinere Werte => früheres Abschalten
- kd: Größere Werte => früheres Abschalten
- ki: Größere Werte => Stärkeres Nachkorrigieren, wenn Temperatur nicht getroffen wurde.

Hi Bernhard,

Hierzu eine kurze Rückfrage: Wie verhält es sich beim Kühlen (Gärtank)?
Vielleicht gerade umgekehrt? Also
kp < 1 = früheres Abschalten / kp > 1 = späteres Abschalten?
Die Standardwerte mit empfohlener Hysterese für Kühlen/Heizen schwingen bei mir je nach Temperatur recht stark (natürlich total abhängig von Soll-Temperatur, Umgebungstemeratur und Kühlmitteltemperatur).
Soll ich an kp rumschrauben oder besser auf 1 sein lassen und kd in 0,1er-Schritten erhöhen? Resp. beim Kühlen kd eben verringern...?

(In diesem Zusammenhang: In der Software Kühlen oder Heizen manuell deaktivieren/pausieren zu können, wäre vermutlich ein sehr effizientes Mittel gegen das Schwingen...)

Im Sudhaus habe ich bei all meinen 3 Kesseln eine Autokalibrierung gemacht.
HLT scheint recht gut eingestellt, Kochen ist nach 2. Kalibrierung einigermassen OK.
Maischen passt mir aber gar nicht:
Ich braue (noch) im manuellen Modus. Dort habe ich eine Soll-Temperatur von z.B. 65°C. Wenn der Sensor nur noch 62°C misst, die Heizung dennoch aus bleibt und ich den Bierbot durch Erhöhen der Soll-Temperatur austricksen will, muss ich die Soll-Temperatur bis auf ca. 75°C einstellen, damit die Heizung anspringt.

Auffällig ist der per Auto-Tuning ermittelte kpo-Wert beim Maischen: 9,955 (zum Vergleich: Kochen 0,972 / HLT -0,678).

Ich werde den Maischebottich auch noch ein 2. Mal kalibrieren.
Dennoch wäre es super hilfreich, wenn du gewisse Anhaltspunkte für einigermassen realistische PID-Werte angeben könntest.
Und in welchem Maße welche Werte korrigiert werden können/sollen (noch andere nebst kd in +0,1er Schritten?).
Bei Gärtanks grundsätzlich gleich vorgehen, also kd in 0,1er-Schritten anpassen?
Was, wenn Auto-Tuning nicht zum Erfolg führt: Auf Standardwerte zurücksetzen und mit kd spielen?

Schon im Voraus vielen Dank für deine wertvolle Hilfe!
Gut Sud,
Matthias

[Bernhard]

Hi Matthias,

mal der Reihe nach

Hierzu eine kurze Rückfrage: Wie verhält es sich beim Kühlen (Gärtank)?

- kp: Größere Werte => früheres Anschalten
- kpo: Kleinere Werte => früheres Anschalten
- kd: Größere Werte => früheres An- und Abschalten (Differentialanteil, hängt von der Ableitung, also der Änderung in die jeweilige Richtung ab)
- ki: Größere Werte => Stärkeres Nachkorrigieren, wenn Temperatur nicht getroffen wurde.

Meine Empfehlung:
- kp=1
- kpo=0
- kd=2
- ki=0
- Hysterese=0.5C

Wenn dein Gärtank Kühlen und Heizen kann, würde ich empfehlen, die Hysteresen deutlich unterschiedlich zu machen. M.e. wirst du in der Regel eher Kühlen müssen, also Hysterese Heizen 1.5°C und Kühlen 0.5°C. Zusätzlich könnte man beim Heizen noch kpo einstellen (1°C) um den Heizungvorgang früher zu beenden (1°C früher vor Erreichen der Temperatur im vergleich zu kpo=0).

Im Sudhaus habe ich bei all meinen 3 Kesseln eine Autokalibrierung gemacht.
HLT scheint recht gut eingestellt, Kochen ist nach 2. Kalibrierung einigermassen OK.

Maischen passt mir aber gar nicht [...]
Dennoch wäre es super hilfreich, wenn du gewisse Anhaltspunkte für einigermassen realistische PID-Werte angeben könntest.

Hier mal unsere Werte (Hendi 3.5kW mit 50l-60l Suden)

regler_maischen.PNG (16.74 KiB) Viewed 4527 times

Und in welchem Maße welche Werte korrigiert werden können/sollen (noch andere nebst kd in +0,1er Schritten?).

Alle bis auf ki kannst du in 0,1-Schritten ändern. ki würde ich 0,01 empfehlen

Autokalibrierung kann leider manchmal - insbesondere bei komplizierten Aufbauten - nur einen Absprungpunkt liefern. Und die Mathe dahinter ist so schon recht komplex Aber das tunen der eigenen Anlage gehört ja vielleicht zum Spaß dazu?

Hoffe, das hilft.

Gut Sud,
Bernhard.

[mschneider]

Hi Bernhard

Wieder einmal vielen herzlichen Dank für deine Antwort und Erklärung, das hat mir sehr geholfen!

Den Maischebottich habe ich inzwischen neu kalibriert und habe jetzt aus meiner Sicht deutlich realistischere Werte erhalten. Im Gegensatz zum ersten Versuch habe ich diesmal mit 140 L Handwarmem Wasser gestartet, schätzungsweise um 25°C. Beim ersten Versuch hatte ich 100 L Wasser zwischen ca. 5°C und 10°C verwendet.
Dass das kleinere Volumen zu unrealistischen Ergebnissen geführt hat, kann ich mir fast nicht vorstellen (das 5 KW Heizelement ist bei ca. 25 L komplett bedeckt). Aber ob die Anfangstemperatur des Wassers der Grund für bessere Resultate beim Kalibrieren war, kann ich natürlich auch nicht mit Sicherheit sagen.

Bei den Gärtanks konnte ich inzwischen bei 2 Suden ein bisschen mit den Werten spielen. Falls es jemandem weiterhilft, hier die Parameter und Werte, die bei mir zu einem befriedigenden Ergebnis geführt haben, sowohl im oberen Bereich (leichtes heizen auf ca. 24°C) als auch beim stufenweisen Coldcrash bis runter auf 3,5°C):

ZKG 200 L, ca. 150 L befüllt; Kühlmantel, ohne Isolation; Kühlaggregat Lindr AS-200, auf maximale Kühlleistung gestellt (ca. 2°C); Heizelement 500 W (Brewtools); Raumtemperatur ca. 22°C.

Werte Kühlen:
kp 1
kpo -0,5
kd 3
ki 0
Hysteresis 0,5

Werte Heizen:
kp 1
kpo 0,3
kd 1,4
ki 0
Hysteresis 1,4

Die Werte sind für mich immer noch recht abstrakt und das Testen fand ich recht schwierig und nicht gerade meine Lieblingsbeschäftigung, v.a. auch, weil der Einfluss einer Wertänderung erst mit deutlicher Verzögerung beobachtet werden kann. kpo war meines Erachtens der Parameter, der sich am ehesten nachvollziehen liess und auch am schnellsten zu besseren Ergebnissen geführt hat.

Wie gesagt: Ich hoffe, dass diese Schilderungen vielleicht jemand anderem weiterhelfen werden und danke dir, Bernhard, nochmals für deine Unterstützung!

Gut Sud,
Matthias

[Taim]

Hallo zusammen,

ich hänge mich hier mal ran.

Leider bekomme ich den PID noch nicht für mich zufriedenstellend eingestellt.
Meine Erwartung wäre schon, dass eine Abweichung von maximal +/- 0.5°C möglich sein sollte. Oder sehe ich das falsch?

Ich habe inwzischen mehrmals kalibriert (mit vergleichbaren Ergebnissen) und eine Einstellung gefunden, die die Temperatur ganz gut trifft beim Anfahren der Rasten.
Hier ist nur danach das Problem, dass der Regler viel zu früh schaltet, um die Temperatur zu halten. Teilweise schon 0.5°C bevor die Solltemperatur "von oben" erreicht ist. Also z.B. schaltet der Brick bereits bei 65.5°C wenn die Rast 65°C sein soll. Dadurch gibt es dann natürlich ein ungewünschtes Überschwingen. (s. screenshot)

Bildschirmfoto vom 2024-05-31 11-18-39.jpg (15.02 KiB) Viewed 2956 times

Welchen Paramter müsste ich verändern, um das zu minimieren?
Nach "Faustformelverfahren" hatte ich an "Ki" gedacht, aber irgendwie ist das so gar nicht intuitiv und ein Testlauf dauert ja schon so 1-2h. Auch was der Kpo macht ist mir irgendwie ein Rätsel.

Mir wäre es tendenziell lieber, der Regler "unterschießt" die Temperatur, heizt dafür aber öfter, als andersherum. Denn es ist schwieriger von einer hohen Temperatur wieder runter zu kommen...

Vielleicht hat jemand noch eine Idee?